关于采煤机液压系统故障诊断及处理
- 作者:液压泵网
- 时间:2012-12-08
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液压采煤机是比较复杂的机械设备,由于所处的环境导致极易发生故障,油液极易被污染,且故障不易查找。
1.MLS3-170采煤机常见液压故障及排除方法
(1)牵引部温度过高引起牵引部温度高的原因是冷却器损坏,冷却水流量过小或断,油位过高或过低、油液内有杂质、热交换系统等出现故障。处理方法是仔细检查各元,若有损坏件,立即更换,如果是油质方面的原因而引起发热,应立即更换油液,否则会水件导致其他液压元件烧结和划伤,引起严重的事故。
(2)截割部温度过高截割部温度高的原因也与冷却器、冷却水的流量、油质等方面有关,除此之外,截割部过滤器和润滑泵的损坏也可引起截割部发热,除了采取和牵引部温度高的处理措施一样外,还应检查过滤器和润滑泵。


(3)采煤机摇臂不动作采煤机摇臂不动作是调高泵及其安全阀损坏、部分管路泄漏、液控按钮阀损坏、液压锁失灵等原因造成的,处理这类事故,一般先检查吸排油管路,如果查不出什么问题,再对其他元件进行检查,这样可缩短排除故障的时间,提高采煤机的开机率。
(4)采煤机不牵引采煤机不牵引的根本原因有:①高压系统出现故障;②低压系统出现故障。所以应对高、低压系统有关元件进行检查,首先检查主油管接头是否有严重泄漏,再检查吸油过滤器是否堵塞,然后对高压阀、低压阀、背压阀、主泵、主泵的伺服变量机构、补油泵及马达进行仔细检查,发现有损坏的元件立即更换。

(5)采煤机只能单向牵引产生采煤机单向牵引的原因有:①主回路的一根管路密封不严,有严重泄漏:1②有,一个补油单向阀损坏,泄漏严重。③主泵的伺服机构调节失灵,可能由于某根油管被异物堵塞,造成油路不通,针对这类事故,先对各元件进行检查,然后仔细对有关各细液管进行检查是否堵塞。
(6)牵引部出现噪声这类问题的主要原因是主油路出现故障,由于牵引部缺油或由于液压油抗泡沫性不良引起的,使液压泵吸空或吸人气泡后产生空穴作用,导致执行元件强烈振动并产生噪声。产生这类故障后,如果液压油充足,是因为油质原因而产生的故障,应立即更换油液,再检查油泵和马达,发现有故障,立即更换。
(7)采煤机开机后,一加载高压立刻下降产生这一现象的原因有:.①高压保护调定值偏低,一加载高压阀动作卸载,处理办法是重新调定整定值;⑧高压阀出现内部泄漏故障应重新更换;③主油回路泄漏量大,这类故障应仔细检查主油回路,以便及时排除故障。

2.MGTY200/500电牵引采煤机液压系统故障分析
电牵引采煤机液压系统是构成电牵引采煤机的重要环节,它由调高系统、泵站等组成。MGTY200/500电牵引采煤机液压系统如图20-1所示,系统性能的好坏及日常维护直接关系到采煤机的工作状况。该系统各部分工作原理及常见故障阐述如下。
(1)调高系统调高系统是由阀组装配与调高液压缸组成的。
阀组装配是电牵引采煤机的一个重要部件,其主要作用是将乳化液泵站来的压力液提供给调高系统,为采煤机的调高系统提供液压动力,同时为行走部的制动器提供控制油。阀组装配由阀组、支架和压力表组三部分组成,阀组固定在支架上面。

阀组由手液动换向阀、电磁换向阀、刹车电磁阀、粗过滤器、精过滤器、高压安全阀、低压安全阀、高压减压阀、低压减压阀、节流阀等组成。本阀组采用集成块形式,内部油路沟通,外部安装各种阀,省去了复杂的外部管路连接,便于安装、维修,另外也缩小了体积。从乳化液泵站来的压力液通过截止阀、粗过滤器、节流阀进人阀组后分为两路,一路高压经减压阀减压到20州田a,从阀组后面的接头通向左、右调高液压缸,为采煤机的调高系统提供液压动力;另一路经减压阀减压到2MPa,也从阀组后面接出,控制手液动换向阀和制动器,通过刹车电磁阀来控制制动器的动作及完成对摇臂升降的控制。
(2)泵站的主要液压元件
1手液动换向阀。从乳化液泵站来的压力液进人手液动换向阀。此阀是手控、液控两种控制方式的Y形三位四通换向阀,可以通过换向使压力油进人调高液压缸的不同油腔从而完成摇臂的升降动作。
2)电磁换向阀。在阀组的多通块上装有两个三位四通电磁换向阀。阀的出油口连接在手液动换向阀的控制油n上,通过它的换向,可以使从精过滤器来的低压油作用在手液动换向阀阀心的一端,改变其工作位置,从而完成对摇臂升降的控制。在阀组的多通块上还装有一个二位四通电磁换向阀,通过它的换向,可以使从精过滤器来的低压液控制制动器的动作。
3)溢流阀。本系统装有两个溢流阀,一个为高压溢流阀,安装在系统的高压液路上,调定系统的最高压力为20MPa。另一个为低压溢流阀,安装在系统的低压液路上。
4)减压阀,由于本系统的来液的压力为31.5Mpa,所以安装有两个减压阀,一个为DR6DP25型减压阀,安装在系统的高压液路上,调定系统的最高压力为20MPa,另一个为R6DP25*2.5Y2V减压阀,安装在系统的低压液路上,使系统构成一个低压回路.

5)粗、精过滤器。为了保证系统液质的清洁及元件工作的可靠性,系统中设了粗、精过滤器。粗过滤器安装在系统的进液口,装有污染指示器,过滤精度80μm,为自封式压力管路过滤器。当清洗更换滤芯或检修时,只要拧动上盖即可自动切断和开启通路。精过滤器安在阀组上,过滤精度为10μm,本滤油器结构紧凑,装有污染指示器、旁通阀,还装有永久磁铁以吸附油中的铁屑,以便提高系统的安全可靠性。
(3)液压系统的安装安装注意事项主要是:防爆电磁阀必须有产品防爆合格证;对于液压件,在安装前应进行必要的性能试验,各项技术指标必须达到出厂试验检验标准;外部管路连接要求整齐,不得有死弯;安装后密封面不允许有油向外渗漏。

一般安装顺序为先下层零部件,后上层零部件。
(4)液压系统的维护及常见故障阀组的日常维护为经常清洗或更换粗过滤器滤芯;检查外部零件是否损坏,各紧固螺栓是否松动;检查手液动换向阀手柄是否灵活。阀组是采煤机调高系统的动力源,当液压元件损坏时,将会影响正常工作。若阀组出现故障,采煤机会发生以下两种情况,一种是不牵引,另一种是摇臂不调高。
采煤机不牵引是指在空载工况下,采煤机不能行走,产生这种故障的原因很多。按照故障出现时低压表压力是否下降来分,可以有低压压力不降和低压压力下降两种情况。低压压力不降是由于控制制动器油路的刹车电磁阀电控失灵或阀心整卡,使制动器处于制动状态,从而导致采煤机无法牵引,此时系统产生不正常声响。低压压力下降,这又分为两种情况,一种为低压油路严重漏损,另。一种为低压溢流阀故障。低压溢流阀出现故障可能是由于低压减压阀的阀心卡住、调节弹簧损坏或调节弹簧座松动,使低压液不能供给制动器,机器不能正常工作。
摇臂不调高可能是由于高压胶管损坏或接头松脱;安全阀失灵,使压力调不到所需的值或压力调得过低;调高液压缸内活塞密封圈损坏或缸体焊接脱焊;液压缸液压锁密封不严,互相窜池;粗过滤器严重堵塞。
3.MG系列采煤机牵引部液压故障诊断
MG系列采煤机使用中牵引部液压系统容易出现故障。MG系列采煤机牵引部液压系统如图20一2所不。采煤机在工作中牵引部经常出现不牵引及单向牵引故障。
不牵引现象包括:采煤机割煤时不牵引而走空刀时牵引;不割煤时也不牵引。当采煤机发生卜述2种故障时,为尽快找出故障部位,加以维修,引起采煤机不牵引的主要原因有以下几方面:
1)低压系统故障。低压系统故障主要包括补油系统、背压及控制系统故障。补油系统故障主要是辅助泵供油压力低于主回路系统低压侧压力或辅助泵不排油。此时主回路系统低压侧油量不足,主回路系统不能正常上作,造成不牵引现象,当扳动牵引手把时主液压泵有排量。如果低压压力正常,而扳动牵引手把时主液压泵无摆角,这时应检查背压压力。若背压压力偏低,则失压阀处于伺服机构两腔串通的阀位,即主液压泵无摆角,采煤机不牵引。
2)高压系统故障。低压系统都正常的情况下,不牵引可能为高压系统故障引起。高压系统故障主要是系统压力达不到调定压力,或是马达牵引行走箱故障而引起采煤机不牵引。
针对采煤机不牵引,具体的故障诊断及排除过程如图20-3所示。
采煤机在工作过程中也常出现单向牵引或一侧牵引无力的故障。出现这种情况可以排除主油泵、马达及辅助泵故障。因为一旦上述元件出现故障,采煤机将双向不牵引。对采煤机单向牵引或一侧牵引无力,可按图20一4的顺序来诊断处理。

4.MXA-300型采煤机液压系统的故障分析与排除
(I)液压传动系统的特点MXA-300型属于年产百万吨的综采高产高效液压牵引双滚筒采煤机,但与国外同类产品相比,仍有较大差距,而且经过十几年的生产和使用,该机型80%以上的故障发生在液压系统,其中以牵引部和截割部液压系统最为突出(牵引部液压传动系统见图20-5,截割部液压传动系统见图20-6)。
在MXA-300型采煤机液压系统中,压力大小受负荷的影响〕工作阻力大,液压系统中压力就大,同时压力损失和泄漏也随之增大。液压传动系统是借助油管连接,利用液压油将液压能变成了机械能。管路和其他液压元件靠连接螺纹紧固,连接螺钉又靠岔封件或间隙实现密封,以减少和消除泄漏。所以,连接不紧,安装位置不正确,都会产生泄漏,而泄漏将严重影响系统的性能。液压系统的工作介质是液压油,油温对系统影响较大,油温还会引起油液粘度变化。
MXA--300型采煤机液压元件制造精度高、配合间隙小,多数是靠间隙密封,特别是液压泵、液压马达等主要元件,不仅要求密封性能好、动作灵活,而且有些是要借助于油膜以减少金属摩擦。这就要求传动介质—油液中不能有水分、空气、机械杂质等,否则会使元件研损、卡死,发生故障。采煤机的液压系统设置有过载和欠压等保护系统,对保护系统的液压元件的调整值一定要准确可靠,否则会影响机器的正常工作。
(2)常见故泽分析与排除根据实践经验,判断MXA--- 300型采煤机液压系统故障的程序是听、摸、看、量和综合分析:①听:当班司机介绍发生故障前后的状态和征兆;②摸:发生点的外壳,判断温度变化,摸液压系统有无泄漏;③查:看运转日志、主要液压元件的使用和更换时间、液压系统图及油脂化验单,到现场观察机器运转时液压系统高低压变化、过滤和连接是否可靠;④量:测量流量和温度,检查液压系统高低压变化、油脂污染、主液压泵和液压马达的泄漏和油温变化,检查伺服机构、高低压安全阀、背压阀和保护系统是否正常;⑤根损以上检查获得的材料进行综合分析,采用先划清部位,先部件、后元件,先外部、后内部,层层解剖的方法查找到故障点,找出故障原因,提出切实可行的处理方案,尽快排除故障。
1)高低压不正常。采煤机液压系统分为高压和低压两部分,高压随负荷的增加而升高,低压是稳定的,不受负荷影响。①低
压正常,高压降低:当负荷增加时,高压反而降低。这说明液压系统有泄漏,泄漏点在主油路的高压侧,应停机检查。②高压正常,低压下降:说明低压系统或补油系统有泄漏,应检查主油路的低压侧和辅助泵及补油系统。③高压下降,低压上升:说明液压系统的高、低压串通,应检查高压安全阀、旁通阀、梭形阀是否有串漏液,造成高低压串通。
2)双向不牵引(高压系统压力低)。造成这种故障现象的原因一般从以下几方面考虑:①主液压泵或液压马达严重泄漏;②高压安全阀或单向阀严重泄漏;③伺服机构失灵,如伺服阀或控制液压缸不动作;④电动机恒功率调速失灵,如功率调速活塞在V形槽中卡住;⑤液压自动调速装置失灵,如液压缸泄漏或弹簧损坏等;⑥高压安全阀失灵,如调整压力过低或弹簧损坏等;⑦旁通阀、梭形阀关闭不严,造成高低压串通等。
3)双向不牵引(低压系统压力低)。造成这种故障现象的原因一般从以下几方面考虑:①辅助泵泄漏严重或损坏;②辅助泵吸油粗过滤器堵塞,供油困难,压力损失大;③牵引部油箱严重缺油,使辅助泵吸人空气,造成油压下降或不稳定;④高压安全阀失灵,阀泄漏严重;⑤背压阀卡阻或损坏;⑥梭形阀低压侧接头泄漏严重;⑦背吸阀泄漏;⑧欠压保护失灵,欠压保护阀泄漏严重等。
4)单向不牵引。造成这种故障现象的原因一般从以下几方面考虑:①伺服机构单向动作,如伺服阀单向动作,使主液压泵只能一个方向据角;②主油路有一个侧管路接头泄漏;③梭形阀单向动作,阀体有一头研损,阀心只能一个方向动作;④高压安全阀有一个或一侧泄漏;⑤旁通阀有一侧泄漏等。
5)牵引力低。造成这种故障现象的原因一般从以下几方面考虑:①主液压泵有泄漏,一般泄漏不严重,但继续发展下去会造成不牵引;②主油路系统管路接头泄漏,一般为接头密封不严,造成泄漏较多;③油温高造成严重泄漏,油温高的可能有油脂粘度选择太高、油脂有污染、液压系统泄漏等;④伺服机构动作失灵,如伺服机构的伺服阀或控制液压缸有泄漏,从而造成主液压泵闭锁不住等。
6)油液污染所造成的故障。据统计,采煤机液压系统的故障60%左右是由于油液污染而造成的,因此,必须经常分析油脂污染情况:牵引部正常油温为60-70℃。如果油液混人水后,油液乳化,油的粘度降低,系统泄漏增加,油温迅速上升,如不及时处理就会造成液压系统故障。处理方法:观察牵引部油箱的油位是否上升;抽取油样观察是否有沉淀现象。油进水后分解很快,上部是油,下部是水,这种情况应立即换油。
油混人空气后,液压系统会发生气穴,液压泵会发出异常声响,如不及时处理就会损坏主液压泵及液压系统。处理方法:检查过滤器是否堵塞;吸油管是否有泄漏;牵引部油箱液面是否太低。这些都是造成系统吸空的主要因素,应及时处理。
油液混人机械杂质后,会造成过滤器堵塞,如不经常清洗过滤器,机械杂质就会通过单向阀而进人液压系统,使某些液压元件研损,导致液压系统泄漏。处理方法:应每班检查和清洗过滤器;定期抽取油样进行观察和化验。
伺服机构动作迟缓,也是由于油污染而造成的。油被污染,使液压系统泄漏增加,液压系统的压力和流量都要降低。
7)主液压泵压力不正常、液压马达不转动或输出转矩低。MXA一300型采煤机的主液压泵大部分采用轴向柱塞泵,而液压马达基本采用两大类:一类是轴向柱塞式或径向柱塞式液压马达,另一类是摆线液压马达。主液压泵和液压马达是牵引部的关键液压元件,是采煤机液压系统的心脏,发生故障将会使整个综采面停产,如果对故障分析不准确将会造成恶性循环。
主液压泵压力低。其征兆是采煤机牵引力、牵引速度降低,牵引时有脉动现象。造成这种故障现象的原因一般从以下几方面考虑:①主液压泵配油盘和缸体配合面有局部磨损,造成配合面泄漏;②活塞和缸体配合间隙大,造成活塞排油时液压油从其间隙泄漏。
主液压泵压力突然下降为零。其征兆是采煤机运行中,突然高、低压都下降为零,这说明主液压泵、液压马达的配油盘严重磨损或损坏。
主液压泵无压力。其征兆是高压为零,采煤机不牵引。这主要是主液压泵缸体断裂或活塞断裂,造成主液压泵不转动。
液压马达不转动。原因为配油套和配油轴的配合面磨损,再加上油温升高而使马达抱死。
液压马达有出转矩}o其征兆是牵引力低,造成这种故障现象的原因一般从以下几方面考虑:①配油套和配油轴的配合而磨损,压力油有泄漏;②活塞和缸体配合而有磨损,活塞往复运动时压力油有泄漏;③马达的部分弹簧或涨圈损坏,部分活塞不作往复运动。
〔3)减少采煤机液压系统故障的措施严格执行“四检”制度,即班检、日检、旬检、月检的强制检修制度,及时检修.及时处理。
采煤机司机要根据工作煤质、顶板、底板等地质条件,选择合理的牵引速度,不能超载运行,严格执行操作规程,杜绝一味求产量而违章操作,严格奖惩制度。
当前,采煤机配件市场混乱,配件质量粗制滥造,维修质检和保障体系不健全,在大型煤机厂附近,甚至出现了煤机配件一条街现象,严重影响采煤机的使用。因此,必须建立制造厂家维修责任制度,杜绝不合格配件,保证产品的维修和翻修质量。
目前,我国采煤机制造和检修中有的标准执行很严,如防爆标准接近英国,比美国要严。有些标准则较宽松,这也是采煤机质量不高的原因之一。高质量产品来源于高标准。标准是产品质量的技术依据。考虑国情、用户、厂家各方情况,将标准适当提高1一2级,促使采煤机产品的质量提高。采煤机检修要严格按程序进行,小修、大修后的采煤机,使用单位要有专门的验收人员,检修单位要出具必要的合格证和实验报告,并明确责任人,将有关资料归档备查。
采煤机用油要有专人管理,严格执行原煤炭部颁布的《综采设备油脂管理试行细则》。往井下运油要有专人专桶,在并下注油时要有肪止污染措施,按产品说明书中规定的注油图表,按时按量注油。每班要对过滤器进行一次检查或清洗,对牵引部的液压油,每月要进行一次全面化验分析。
5.国产液压牵引采煤机主泵失效分析与修复
国产主泵使用寿命短的主要原因是配油盘和缸体的材质和热处理工艺还没有完全过关,尚没有达到引进件产品质量的制造水平。柱塞、柱塞缸孔、配油盘及缸体磨损严重,配合间隙增大,致使内泄漏增加,容积效率明显下降,使系统无法正常工作。主泵结构如图20-7所示,配油盘磨损如图20-8所示,其中尸和厂表示磨损最为严重处,箭头所示为液压泵体的转动方向。
(1)柱塞是一个比压分布不均匀,轴向运动速度很高的零件,也是容易磨损的零件。由于柱塞受到较大的侧向力作用,在工作时还绕自身轴线转动,所以磨损后的往塞成腰鼓形,使柱塞与缸体孔配合间隙增大。
磨损的柱塞可以用镀铬或镀铁修复,但更为理想的是运用刷镀技术修复磨损的柱塞。刷镀柱塞的工艺与常用刷镀工艺相同,但是需要注意:①刷镀前磨损的柱塞的处理,可以用细砂纸打磨掉柱塞表面的疲劳层。②电净化处理要彻底,经验是处理两速,以获得较好的结合强度。③刷镀的厚度一般在直径上超出规定值的O.005MM,然后用W10研磨剂将柱塞与孔互相配研,直至达到规定的配合间隙,以获得较小的表面粗糙度及较高的质量。经过在国产和进口主泵上的使用,采用刷镀技术修复柱塞,技术上易于掌握,修复尺寸可以控制,修复的质量稳定,可靠性高,且费用较低。
(2)缸体 缸体最易磨损的部位是与柱塞配合的柱塞孔内壁,以及与配油盘接触的端面。柱塞孔壁磨损,使柱塞与柱塞孔的配合间隙增大;缸体与配油盘接触端面磨损将使它们的配合间隙增大。这两个间隙增大,将使内泄漏增加。柱塞孔磨损后,可以用研磨棒研磨修复,使其内孔的圆度与圆柱度公差在0.005mm以内。内孔研磨后,其孔径增大,此时可以用刷镀柱塞或重新加工柱塞的方法,使柱塞与柱塞孔的配合间隙在O.15~0.03mm。缸体的端面磨损较轻微时,可以在平板上研磨。磨损严重时,可以先在平面磨床上精磨端面,然后再用氧化铬抛光膏抛光。如果是在内圆磨床上精磨端面,应以与大滚动轴承内环配合的外圆为基准。精磨后端面的平面度应在0.005mm以内,表面粗糙度为Ra0.2μm。修复后的缸体,在装配时应注意轴向间隙的调整,使其在0.01~0.02mm。
(3)配油盘配油盘与缸体接触的端面会产生磨损,并出现磨痕,使密封面表面粗糙度增大,引起内泄漏增加。磨损的端面可以在平板.上研磨,消除磨痕,获得合适的表面粗糙度。端面修磨后,表面粗糙度应为Ra0.05~0.2μm。这是因为表面粗糙度过高或过低,均不利于润滑油的储存,会加速磨损。修磨后端面平面度应在0.005mm以内,两端面的平行度为0 .1mm。
由于配油盘和缸体是主泵中一对关键的摩擦副,不仅要承受高速、高压和一定油温,还要求具有良好的耐磨性和耐冲蚀性能。经过对不同摩擦副磨耗试验认为,当缸体用38CrMnAl并经氮化处理,配油盘为磷锡青铜组成摩擦副时,具有抗咬、耐磨的优点。但配油盘用整体青铜制造时,其强度差,耗铜量也大。可以改进为以碳钢为基体,在碳钢上堆焊青铜。这时,由于是异种材料焊接,铜的导热快,线膨胀系数比碳铜大得多,在液态时能溶解较多的氢并且易氧化,因此采用一般堆焊方法容易产生裂纹和气孔,不易保证质量。试验认为,当采用粉末等离子弧堆焊工艺时,可以获得稀湿率低、成分和组织均一的青铜堆焊层。在堆焊工艺上,要特别控制熔深并把稀湿率降低,否则会出现气孔,并导致密封面堆焊层中由于多量铁的混人而使耐磨性恶化。为此,应采用低压缩性等离子弧,并采用联合弧堆焊二其措施是扩大喷嘴的孔径至8mm,选压缩比L/d≈1。这样,使电弧柔软、稳定,保护气氛好,使铜合金熔化到凝固的时间大大缩短,铜液与各种有害气体接触的机会大大减少,易于消除气孔。同时,使基体熔深较浅,热影响区小,变形小,其堆焊工艺参数如表20-1所示。
(4)抖盘斜盘与滑靴接触的表面会产生磨损,当滑靴的润滑油孔堵塞后,滑靴与斜盘接触面就不能获得足够的润滑油,导致斜盘与滑靴烧结。斜盘两侧的2个并轴及其支承磨损,会出现间隙,使斜盘动作滞后。斜盘与滑靴的接触表面磨损,可以在平板上研磨,研磨后端面的平面度应在0 .005mm以内,表面粗糙度Ra=0.2μm。
(5)弹簧和密封件弹簧容易损坏和变形,变形后的弹簧对泵的工作性能有很大影响。对损坏和变形的弹簧,应予以更换。除了在尺寸和性能上与原弹簧相同之外,还应将两端面磨平,并与弹簧自身轴线垂直。若弹簧变形不大,作为应急措施,可以校正修复,弹性减弱后,可以用增加调整垫片的方法补偿。密封件损坏失效后,通常换用符合质量要求的新件。
(6)变量机构变量机构的主要磨损件为变量控制阀的阀心与阀孔、变量活塞和缸孔等。这些部件磨损后,将使泵变量困难,甚至不变量,泵不能正常工作。这些件的修复主要是采用研磨修复,镀铬或刷镀修复。
泵检修后重新装配前,应认真清洗各零件,并用压缩空气吹净,严禁污染物如棉纱、铁屑、研磨砂等进人泵内。配合表面应涂少量液压油,装配完毕后,应检查输人轴的转动力矩,不可太大,也不可太小。甘,一般用手直接转动较难,而用一活动扳手或管钳为宜。检修后的泵应进行压力、流量、温升及噪声等的检测,保证修理质量。





